JP2011515077A - ふすま製品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は，ベータグルカンを含有する穀類ふすま製品を製造する方法に関する。本方法によれば，可塑性の塊を穀類ふすまから熱機械加工処理によって形成し，該塊を，澱粉分解酵素の有無にかかわらずベータグルカン分解酵素と接触させる。酵素失活後，ふすまを乾燥し，必要な場合粉砕する。本方法に従って製造した穀類ふすま製品は，水環境中で実質的に非伸展性構造を有する。製品は，水性食料品又は水を利用して製造する食料品へ添加するのに適している。

Description

本発明は，請求項１の前段に係るベータグルカンを含有する穀類ふすまの製造方法に関する。本発明はまた，請求項２５の前段に係る製品及び請求項２８に係る使用に関する。
食物繊維とは消化管中で溶解しない炭水化物を言う。これらはまた非澱粉多糖類、すなわちＮＳＰ化合物と呼ばれる。ＮＳＰ化合物は水溶性及び不溶性繊維に分けることができる。健康にとって特に重要なＮＳＰ化合物は水溶性ベータグルカンであり，特にオート麦，大麦及びライ麦という未加工穀類中に見られる。ベータグルカンが血清中の有害なＬＤＬコレステロールの含有量を低下させ，それゆえ心血管疾患に罹るリスクを低減することが証明されている。また，ベータグルカンを含有する製品は、血液中へのグルコースの吸収を減速し，それゆえ血糖を長期間一定に保持することができる。言い換えると、このことは満腹感に寄与し，それゆえ体重制御を助ける。
水溶性ＮＳＰ化合物の健康促進効果は昔から既知であったため，かかる化合物を含有する製品を開発しようと努力がなされている。例えば，本発明者らの国際特許出願公開ＷＯ２００４／０９９２５７は、ＮＳＰ化合物を含有する細胞を粉砕することによりＮＳＰ化合物の溶解性を改善する方法が開示する。その目的は，増大させた量の可溶性ＮＳＰ化合物を含有する穀類製品を提供することである。最近の検査では，かかる方法で得られた穀類製品が血液中へのグルコースの吸収を減速させ，また同時に消化された他の炭水化物による血糖の増加も減速させることが観察された(Tapola等著、「２型糖尿病患者におけるオート麦ふすま製品の血糖反応」Nutrition，Metabolism & Cardiovascular Diseases (2005) 15，255-261）。
ベータグルカンのような可溶性ＮＳＰ化合物を食料品へ添加する際の問題は，ベータグルカンを例えば，穀類ふすまの形で多量の水分を含有する食料品へ添加する場合，生成物が伸展性で粘液性になることである。当然，かかる構造は、例えばさじ掬い又は飲用を容易にすべきスープ，ヨーグルトヨーグルト又は飲料で望ましくない。それゆえ，これら製品は，主にポリオリゴ多糖類や加工グアーガムのような他の食物繊維を採用してきた。
多種の方法によってベータグルカンを含有する製品の弾力性を低減する努力がなされてきた。もちろん，最も簡単な方法はベータグルカンを含有する穀類ふすまなどのベータグルカンの添加量を減らすことである。しかしながら，この場合，望ましい健康効果は達成されない。
上記特許出願公開ＷＯ２００４／０９９２５７には，アミロペクチン澱粉を用いて水環境中のベータグルカンの溶解を減速させる方法が開示されている。オート麦繊維を含有する製品においてアミロペクチンに富む澱粉量を増加させた場合，最終製品の溶解速度が著しく減速された。澱粉の添加割合がオート麦繊維量の２５％であった場合，製品の粘度が低く，該製品がその粒子状構造を水中で６０分間維持した。
ベータグルカンが徐々に溶解する構造を用いることにより弾力性を低減することが考えられる。例えば，高いベータグルカン含有量を有する脱穀粒子を用いることができる。こ方法の問題は制御が困難なことである。更に，低い溶解速度又は不溶性は、ベータグルカン溶解量が低く留まることを生起する場合がある。
また，均質化によって弾力性を低減することも考えられる。この方法は、高い含水量を必要とする。例えば，特許出願公開ＷＯ２００６／０４０３９５において，食物繊維の含有量が２．１重量％及びベータグルカンの含有量が１．２重量％(ＦＤＡによると，０．７５ｇ／１００ｇの含有量が健康効果を有する)である懸濁液を均質化によりもたらされた。懸濁液の粘度は，均質化前に得られた元の粘度の２０〜３０％であった。
米国特許第６，０２０，０１６号及び第６，１６８，８２１号は，水性懸濁液のｐＨを調整することにより弾力性が低減されることを示唆する。これら特許に係る方法を使用した場合，ベータグルカンの含有量は，最大でも液体製品に対して０．５ｇ／１００ｇである。
特許出願公開ＷＯ９２／１０１０６及び米国特許第５，０８２，６７３は，熱安定性のアルファーアミラーゼを用いて澱粉を破壊するオート麦穀粉及び大麦穀粉用の加水分解方法を開示する。かかる酵素を処理後に失活させ，水溶性繊維を水不溶性繊維から分離した。しかしながら，澱粉の分解は、ベータグルカンを含有するふすまにより生じる弾力性の問題を解決しない。
米国特許出願公開ＵＳ２００３／０１４７９９３は，ベータグルカンを分解するためにラミネックスＢＧ及びマルチフェクトＢ酵素のような１→４ベータグルカナーゼ酵素を使用する。該公報には，胆汁酸をベータグルカン分子に結合し，酵素処理で５０，０００ダルトン以下，より好ましくは５００〜２５００ダルトンのサイズ区分まで分解することが記載されている。これがコレステロール代謝に好適であることも述べられている。
国際特許出願公開ＷＯ９９／２５１９８は，押出繊維含有中間体生成物を有する食料品及び飲料混合物を開示する。該生成物は可溶性及び不溶性繊維の供給源を含有する。好ましくは、可溶性繊維がサイリウムに由来し、不溶性繊維が例えばオート麦ふすまのような澱粉含有穀類に由来する。
既知の技術に従う解決法の一つの問題は，ベータグルカンの含有量が所望の健康効果をもはや達成しないように低く留まるか、又は大量の水を上記方法に使用しなければならないことである。水の除去は困難で、費用がかかる。また，既知の技術に従う多くの方法が制御困難である。
本発明は，既知の技術による問題の少なくともいくつかを解決することに努める。
本発明の目的は，ベータグルカン含有穀類ふすまの性質を変えて，液体環境，特に水環境中で弾力性のない構造を好ましくは経済的な方法で付与する方法を提供することである。本発明の他の目的は，実質的に水環境中で弾力性のない構造を有する穀類ふすま製品を提供することである。
本発明は，穀類ふすまを種々の処理によって処理して，ふすまの構造が酵素の作用しうる形態を取るが、しかし穀類ふすまの含水量が低く留まるということに基づく。種々の処理を用いて，塊を穀類ふすまから形成することができ，この場合制御された方法で酵素によって分解することによりベータグルカンの分子量を低減する。本発明に係る方法によって製造した塊を使用して，乾燥ベータグルカン含有穀類ふすま製品を制御された有益な方法で提供することができ、該製品は液体環境中で弾力性のない構造を付与する。前記塊の含水量は低いけれども，酵素含有水をかかる厚い塊に均一に分配する場合，酵素がベータグルカンに作用することができる。かかる厚い塊の含水量は、水をそれから機械的に分離し得ないように低いものである。ベータグルカンを分解する酵素の効果は、澱粉を分解する酵素によって著しく増進かつ加速される。
より具体的には，本発明に係る方法は主として請求項１の特徴部分に示したことを特徴とする。
本発明に係る方法を用いて乾燥したベータグルカン含有穀類ふすま製品を提供することができ，これは液体環境中で弾力性のない構造をもたらす。該製品は，飲料，ヨーグルト，フール，スープ及び同様の水性製品のような食品産業の生鮮製品，並びに化粧品に用いるのに適している。本発明に従って製造した製品は，血液中へのグルコースの吸収を減速させる能力のようなさまざまな健康効果を有する。
前記製品はまた、医薬品の調製にも使用できる。
以下に，本発明を添付の詳細な説明及び実施例によって詳細に記載する。
二重押出及び単一押出でのふすまの加工工程を示す。 異なった方法で処理した水含有製品中のふすまのベータグルカン含有量を比較する。 せん断速度４２ｌ／ｓでの粘度の変化を示す。 せん断速度を１０〜８００ｌ／ｓに変える場合の粘度変化を示す。 水分１０重量％のふすま１００ｋｇを含水率が変わる湿った原料から製造した際に蒸発すべき水の量（ｋｇ）を示す。
本発明は，ベータグルカンを含有する穀類ふすま製品を製造する方法に関するもので，好適には以下の工程を備える。
１．穀類ふすまを予備処理してベータグルカンを穀類ふすまから取り出す工程，
２．穀類ふすまを熱機械的に加工処理し，澱粉を分解する酵素の有無にかかわらずベータグルカンを分解する酵素と接触させる工程，
３．前記酵素を失活させる工程，
４．生成物を乾燥し，任意に粉砕する工程
上記処理後，穀類ふすま製品を回収する。
本方法の第一工程において，穀類ふすまを予備処理して，穀類ふすま中に含有されるベータグルカンを取り出す。この予備処理工程は重要である。なぜなら，ベータグルカンが酵素の影響を受けることができないか又は熱機械工程の力に感応しない場合，構成体の保護下にあるベータグルカンは未処理のままであり，所望の変化が制御されないからである。例えば穀類ふすまを機械的エネルギーによって粒子に粉砕することによりベータグルカンを取り出すことができるので，かかる粉砕に関して，少なくともベータグルカンを含有する材料の細胞の主要部分が損傷される。
ベータグルカンの取り出し方法が，例えば，国際特許出願公開ＷＯ２００４／０９９２５７に記載されている。かかる国際特許出願公開ＷＯ２００４／０９９２５７に記載された方法では，ベータグルカンを含有する材料の細胞の５０％超，好適には９０％超を破砕，分割又は破壊するので，これらに含有されたベータグルカンを含む非澱粉性多糖類が，同一物を溶解する媒体と接触するように放出される。穀類ふすまを１００μｍ以下，より好適には５０μｍ以下、最も好適には２０μｍ以下の粒径に圧潰するのが好ましい。また，対応する方法が米国特許第５，０６３，０７８号明細書中に記載されている。好適な粒径は，圧潰すべき材料の細胞の大きさよりも小さく、これにより最小の細胞構成体でさえ破壊し，溶解すべき細胞内成分の有効含量が溶解媒体に関連して増加し，溶解性を増大する。予備処理は，熱，圧力及びせん断力の複合効果によって，例えば低い水分含有量での押出又は膨張によるか又は必要な全エネルギー量を材料に付与するまで圧力調整及び／または均質化の回数を繰り返すことにより余剰水の存在下で材料を均質化することによって実行することができる。押出におけるエネルギーの妥当な使用量は、材料ｋｇ当たり０．１５〜０．３９ｋＷｈである。
原材料を圧潰して押出中に生成する塊を，乾燥後所望の粒径及び形状に成形できる。予備処理した材料の水分を先ず６重量％又はたかだか１３重量％の値に調整した際に好適な中間製品が得られる。適当な処理条件は，上述の国際特許出願公開ＷＯ２００４／０９９２５７に示されている。
他の実施態様によれば，ふすまのベータグルカンを乾燥時に粉砕することにより取り出すことができるので，材料の少なくとも９５％が２００μｍより小さく，５０％超が５０μｍより小さい。かかる製品，例えば，米国特許第５，０６３，０７８号に開示された大麦ふすまか、又は同様の方法で微細粉形態に粉砕されるオート麦ふすまである。
「押出」という用語は，オート麦製品を加熱された管中で加熱することを言い，かかる管の内部には製品を移動するための回転スクリューがある。管の末端にノズルがあり，これを介してスクリューが製品を押圧する。スクリューの構造は異なってもよく，例えば末端にブロッキングスクリューがある。製品の特性，ノズル及びスクリュー構造が管内圧力に影響する。外側が加熱される間，水を管内部の製品に添加する。加熱及び水の量も圧力に影響する。
膨張装置は押出装置と同様の構造を有するが，末端での逆圧を例えば油圧弁によって得る。
本発明の好適な実施態様によれば，可塑性の塊を穀類ふすまから予備処理後の熱機械加工処理によって形成する。これは，熱機械加工処理段階で押出力又は膨張装置の力により、かつ酵素又は麦芽のような酵素含有材料である添加物質によって影響されうる。
押出及び膨張装置において，混合物の濃さが増加し，多孔質部分が減少してほとんど消滅し，酵素の影響に曝される反応面が成長する。熱機械加工処理中，酵素加水分解を制御することができ，再現性があり，これによって制御された粘度変化を最終製品で達成することができる。
所望に応じて，ふすまを加湿及び加熱するトレーナーを熱機械加工処理前に使用することができる。
端的に言えば，「トレーナー」とは，加熱でき、水又は水蒸気を加えるスクリューコンベアーである。トレーナーはまた，例えば所望の条件を付与するための二本の平行な又は連続したスクリューからなる場合がある。かかる条件は，例えば，十分な混合と、熱及び水分の安定供給とすることができる。
熱機械加工段階で，ベータグルカン分解酵素とベータグルカンとを互いに接触させる。更に，アルファーアミラーゼのような澱粉分解酵素を使用するのが好適である。これら酵素が機能しうるような条件にすべきである。使用する酵素としては，好適にはベータグルカナーゼを含有する酵素(例えば，セルラーゼ，ヘミセルラーゼ，キシラナーゼ)又は麦芽のような酵素含有材料がある。加えて，アルファーアミラーゼ，特に使用するベータグルカナーゼと同じ条件下で機能するものを使用するのが好適である。熱機械加工処理を，例えば，押出装置又は膨張装置によって行うことができる。好適には、押出装置をトレーナーの有無にかかわらず使用する。
本発明の好適な一実施態様によれば，熱機械加工処理を二重押出によって行う。この場合，押出を少なくとも二段階で行うのが好ましく，それらの間に猶予期間がある。第一押出段階では，穀類ふすまをベータグルカン分解酵素と接触させる。猶予期間段階では，ベータグルカン分解酵素がふすま中のベータグルカンを加水分解できる。第二押出段階では，酵素を失活する。
本発明の第二の好適な実施態様によれば，熱機械加工処理を単一押出によって行う。この場合，ベータグルカン分解酵素に加えてアミラーゼを使用するのが好適である。酵素による加水分解を押出装置の管の初期及び中間段で行うのが好ましい。酵素を押出装置の管の末端で失活するのが好ましい。
本発明の好適な実施形態の主要な段階を図１に示す。熱機械加工処理を二重押出により行う場合，水分を熱機械加工処理中２０〜６５重量％，通常２０〜６０重量％の範囲内に保持するのが好ましい。温度を，好適には４０〜６５℃，典型的には５０〜６５℃，最も好適には約６５℃で保持する。かかる処理を約６であるふすまのｐＨで行うので，ｐＨを調整する必要がない。押出装置の容積からの可塑性の塊の割合をできるだけ大きくすべきである。押出装置又は膨張装置のスクリュー速度は，エネルギーを可塑性の塊に転送するのが容易でないため，特に意味はない。低速度のスクリューが，酵素に対する最大可能作用時間を確実にする。
酵素を，例えば，添加した水とともに押出装置又は膨張装置の前部に投与する。酵素の投与量は，処理するふすま一トン当たり約１×１０6〜１０００×１０6，好適には１０×１０6〜５００×１０6ベータグルカナーゼ単位，典型的には５０×１０6〜２００×１０6ベータグルカナーゼ単位・時である。ベータグルカナーゼ単位（ＢＵ）は，標準条件下(ｐＨ４．８，５０℃)で一秒間に大麦のベータグルカンから一ナノモルの還元糖をグルコースとして生成する酵素量である。国際単位では，ＢＵが一分間に還元糖０．０６μｍｏｌを生成する酵素量に相当する。
酵素がベータグルカンを加水分解する滞留時間は，好適には１０分間〜２時間，通常１０〜９０分間である。
例えば，Ｅｃｏｎａｓｅ(登録商標） ＣＥ（ＡＢ Ｅｎｚｙｍｅ社製)を，ふすま一トン当たり約０．１〜３リットル，より好適には約０．５〜２．５リットル，典型的には約 １〜２リットル・時の量で用いることができる。ベータグルカナーゼを含有する他の酵素調製品を，対応するベータグルカナーゼ活性を供する量で用いることができる。
上記処理に対して，天然又は遺伝子的に修飾した微生物菌株によって調製した酵素を用いることができる。酵素をカビ又はバクテリアによって産出することができる。
酵素活性を，熱機械加工処理段階の終わりに酵素の適当な失活方法，例えば，温度によって破壊する。温度を９０〜１３０℃，例えば，約９５℃まで上げることが好ましい。水分は，好適には２０〜６５重量％の範囲内である。酵素を，例えば，押出又は膨張装置の末端で酵素活性を破壊するように高く可塑性の塊の温度を上げることにより失活することができる。
酵素活性を破壊した後，生成物を乾燥する。酵素活性のない熱機械加工処理した塊を約９０〜１３０℃で乾燥するのが好ましい。乾燥を，好適には５〜１４重量％，より好適には約１２重量％以下(水の活量は０．６以下である)，最も好適には８重量％以下の含水量まで行う。
その後，製品の各々の最終用途に従い，生成物を所要の粒径に粉砕できる。
熱機械加工処理を単一押出によって行う場合，水分を熱機械加工処理中好適には４０〜６５重量％，典型的には４５〜５５重量％の範囲内に保持する。温度を好適には５０〜７０℃，典型的には６０〜６８℃の範囲内，最も好適には約６５℃で保持する。酵素がベータグルカン及び澱粉を加水分解する際の滞留時間は好適には３０秒間〜２分間，典型的には５０〜８０秒間である。かかる処理を約６であるふすまのｐＨで行なうので、ｐＨを調整する必要がない。
酵素を，上述したものと同様の方法で，例えば添加した水とともに押出装置又は膨張装置の前部に投与する。酵素を，処理するふすま一トン当たり約１×１０6〜１０００×１０6，好適には１０×１０6〜５００×１０6ベータグルカナーゼ単位，典型的には５０×１０6〜２００×１０6ベータグルカナーゼ単位・時の量で投与する。ベータグルカナーゼ単位（ＢＵ）は，二重押出に関連して上記した通りで定義される。
アルファーアミラーゼ，好適には好熱性アルファーアミラーゼを，処理するふすま一トン当たり約１０×１０3〜１０００×１０3ＫＮＵ-Ｔ，好適には５０×１０3〜７００×１０3ＫＮＵ-Ｔ単位，典型的には１００〜５００×１０3ＫＮＵ-Ｔ（又はＫＮＵ（Ｓ））・時の量で使用する。一ＫＮＵ-Ｔは，標準条件下(ｐＨ７．１，３７℃)で一時間に５．２６ｇの澱粉（ｋ−ａ）(Merck社製可溶性でんぷんＮｏ.９９４７２７５又はその同等品)をデキストリンへ転化するアルファーアミラーゼ量である。
一ＫＮＵ−Ｔは，標準条件下(ｐＨ７．１，３７℃)で１分間に６７２マイクロモルのエチリデン-Ｇ７ＰＮＰを加水分解するアルファーアミラーゼ量に相当する。アルファーアミラーゼは，エチリデン−Ｇ７ＰＮＰをＧ２ＰＮＰ及びＧ３ＰＮＰへ加水分解する(Ｇはグルコースを，ＰＮＰはｐ−ニトロフェノールを表わす)。Ｇ２ＰＮＰ及びＧ３ＰＮＰは，反応混合物に添加するアルファーグルコシダーゼによってグルコース及びｐ−ニトロフェノールへ加水分解される。パラニトロフェノールを４０５ｎｍで分光光度法によって測定する。また，アルファーアミラーゼ活性の定義及びＫＮＵ(Ｓ)単位の定義も，国際特許出願公開ＷＯ２００８／００６８８１に記載されている。
一般に，ベータグルカナーゼ酵素が、例えばＡＢ Ｅｎｚｙｍｅ社製のＥｃｏｎａｓｅ ＣＥ製品から得られ，またアルファーアミラーゼを例えばＮｏｖｏｚｙｍｅｓ Ａ／Ｓ社の製品であるＴｅｒｍａｍｙｌ(登録商標）ＳＣとすることができる。各酵素を，処理すべきふすま１トン当たり好適には約０．１〜３リットル，より好適には約０．５〜２．５リットル、典型的には約１〜２リットル・時の量で用いる。ベータグルカナーゼ又はアルファーアミラーゼを含有する他の酵素調製品を対応する酵素活性を付与する量で用いることができる。他の適当なアルファーアミラーゼ製品としては，Ａｍｙｌｅｘ(登録商標）又はバチルスリケニホルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ），バチルス・アミロリクエファシエンス（Ｂ. ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）又はバシラス・ステアロサーモフィラス（Ｂ. ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）種によって作られたアルファーアミラーゼ，特に好熱性アミラーゼが挙げられる。通常、適当なベータグルカナーゼ酵素が，様々な種のトリコデルマ属（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｇｅｎｕｓ），特にトリコデルマ・リーゼイ（Ｔ. ｒｅｅｓｅｉ）のによって作られる。これら酵素を，酵素作用に最適な条件下で所要の量で用いる。
酵素を，押出管の末端で温度を９０〜１３０℃，好適には約９５℃に保持することにより失活させる。水分は，好適には２０〜６５重量％の範囲内である。
酵素活性のない熱機械加工処理した塊を，二重押出に関連して予め記載した通りに乾燥する。
本発明は，ベータグルカン及び澱粉を分解する上記又は他の酵素調製品を所要量でかつ酵素活性に最適な条件下で用いることができる。本発明に従う酵素処理に関して，天然又は遺伝子的に修飾した菌株によって調製した酵素を用いることができる。かかる酵素をカビ又はバクテリアによって産出することができる。
本発明に係る方法の原料は，オート麦，ライ麦もしくは大麦の穀粒又はそれらの断片のようなベータグルカンを含有するあらゆる穀物断片とすることができるが、特に大麦又はオート麦ふすまである。特に，本発明は，ふすまの使用を可能にし、そのベータグルカン含有量が乾燥品の１５重量％を超える高いものである。かかる穀類ふすまは，β−グルカン１５〜４０重量％及び澱粉５〜３５重量％を含有する。かかる材料は、例えば，ＷＯ０１２６４７９号及びＥＰ ０ ３７７ ５３０号の明細書中に記載されている。高いベータグルカン含有量は，ベータグルカンの生理学的に重要な量を達成するために少量のふすまの使用を可能にする。更に，ふすまを，例えば飲料，ヨーグルト，フール及び生鮮食品の製造にその構造を損なうことなく使用することが容易である。
最終製品の粘度を，制御された方法でプロセスの水分，温度及び滞留時間を調整することによって左右させることができる。製品は，その粘度の変化を時間及びせん断速度の関数として評価される。
製品の伸展特性は，例えば，７重量％の最終製品の懸濁液(懸濁液１００ｇ当たり約１ｇのベータグルカン)を煮沸し，冷却し，次いで視覚的に伸展性を見積もる試験によって評価できる。過剰量のアミラーゼをベータグルカナーゼのない伸展性試験に加えた。その結果，伸展性がベータグルカンのみによって発現される。
本発明に係る方法で得たベータグルカンを含有する乾燥ふすま製品を，ベータグルカンの量が好適には４〜１０g／１００g，典型的には２〜５g／１００gになるよう水を含有する食料品に添加でき、これにより得られた製品は実質的に非伸展性の構造を有する。
本発明の方法により得た製品中のベータグルカン含有量を、既知技術の方法により得た製品中の含有量及び市販製品中のものと比較した場合，かかる製品を用いる食料品の構造を阻害することなく，最高ベータグルカン含有量が本発明の方法による製品で得られることが見出された。異なる方法で製造したオート麦及び大麦ふすま製品のベータグルカン含有量を表２に示す。
図５は，含水量１０％のふすま１００ｋｇを湿潤原料から製造する際に，何キロの水を蒸発すべきであるかを示す。ベータグルカンを含有するふすま繊維から水を機械的に除去するのが極端に困難であるため，多量のエネルギーを用いてふすまを乾燥しなければならない。本発明によれば，押出装置中のふすまが好適には４５〜５５％の含水量を有する。この場合，ふすまから除去する水の量は少量であり，必要な乾燥エネルギー量は少量である。
本発明に係る方法によって，水性環境中で実質的に非伸展性の構造がベータグルカンを含有する穀類ふすま製品に付与される。製品の粘度が好適には２００ｍＰａｓ以下であり，ベータグルカン含有量が約０．７５重量％である。１０〜８００ｌ／ｓのせん断速度範囲内での粘度変化が好適には１５０ｍＰａｓ以下であり，β−グルカン含有量が０．７５重量％である。
本発明に係る製品を、水を含有する食料品又は製造に水の使用を必要とする食料品に用いることが特に好適である。
本発明によれば，食料品中で得られるふすま製品の量は１キロ当たり約３〜１５０ｇである。
また，本発明に係るふすま製品を化粧品及び医薬製品に用いることもできる。
（例１．二重押出）
ベータグルカンを乾式粉砕によって取り出し，水分が９重量％である予備処理したオート麦繊維(Ｓｕｏｍｅｎ Ｖｉｌｊａｖａ Ｏｙ社製 ＯＢＣ ＮＥＦ １８)をＣｌｅｘｔｒａｌ ＢＪ７２装置(１２０ｃｍ)によって押し出した。押出装置中のふすまの水分は５４重量％，温度は６０〜７０℃であった。スクリューの速度は１２０ｒｍｐであった。Ｅｃｏｎａｓｅ(登録商標） Ｃｅ酵素を添加した水とともに一時間に１．１リットル／トンの速度で押出装置の前部へ投与した。
押出後の滞留段階で，酵素がオート麦ふすまのベータグルカンを加水分解した。
滞留時間は１０分間，温度は４０度であった。ふすまの水分は５４重量％であった。可塑性の塊がその基質近傍への酵素の動きを減速させるため，加水分解を制御した。加水分解は，可塑性の塊の水分又は滞留時間を変えることにより制御できる。
滞留段階後，次のＣｌｅｘｔｒａｌ ＢＪ７２装置(１２０ｃｍ)による押出段階で酵素の活性を破壊した。押出装置中の水分は５４重量％，温度は９５℃であった。その後，生成物を含水量１２重量％まで乾燥し，適当な粒径に粉砕した。
生成物７重量％の水溶液をマイクロ波オーブン内のガラス容器中で煮沸し，泡が形成し始めたときに加熱を止める(約５０秒，６００Ｗ)ところの迅速粘度試験によって製品を評価した。試料を撹拌し再度煮沸するので，泡が再び形成し始めた(約１０秒，６００Ｗ)。混合物を冷却し，視覚的に伸展性を評価した。ベータグルカナーゼを含有しない過剰量のアミラーゼを伸展性試験に加えた。その結果，伸展性をベータグルカンのみによって得た。ベータグルカンによって生じた製品の伸展性は低かった。
得られた製品の粘度を例２に記載した方法で測定し，結果を図３及び４に示した。図３は粘度の変化を時間の関数として示し，図４は粘度をせん断速度の関数として示す。
（例２．粘度の変化）
例１で得られた製品と、参照として予備処理したオート麦繊維(国際特許出願公開ＷＯ２００４／０９９２５７に記載された製品)とを，オート麦繊維を含有する混合物における水溶液中のベータグルカン含有量が０．７５重量％となるように水と混合した。この混合物を、ｐＨ６．９に調整し、３７℃の温度で２時間保温した。この期間中，粘度の変化を追跡した(Tappy，L.，Gugolz，E. and Wursch，P.，Diabetes Care 19，831-834 (1996))。粘度測定は，Ｂｏｈｌ ＶＯＲ ８８ レオメーターによって行った。この混合物からせん断速度４２ｌ／秒で時間（１５〜１２０分間）の関数としての粘度の変化を測定した（図３）。例１に係る製品の粘度が約１００ｍＰａｓ以下であることを観察した。
図４に示すように，せん断速度１０〜８００ｌ／秒の範囲内の例１に係る製品の粘度変化は、１時間の保温後１００ｍＰａｓ以下であった。
（例３．アルファーアミラーゼ及びセルラーゼ酵素での単一押出）
アルファーアミラーゼをセルラーゼ酵素と共に添加することにより，β−グルカンの伸展性を処理コストを著しく削減する単一押出で低減することができる。
ベータグルカン２０重量％を含有するオート麦ふすま又はベータグルカン１８重量％を含有する大麦ふすまを，毎時３００ｋｇの速度で予備処理に供給した。予備処理を微粉砕又は加工手段によって行うので，粒子の少なくとも９５％が１５０μｍ未満となった。熱機械加工処理を，水分が４５重量％で温度が約６５℃である前記例の装置による押出によって行った。使用した酵素は，ＡＢ Ｅｎｚｙｍｅ社製のＥｃｏｎａｓｅ(登録商標） ＣＥ，２リットル／トン及びＮｏｖｏｚｙｍｅｓ Ａ／Ｓ社の製品である好熱性アミラーゼ，Ｔｅｒｍａｍｙｌ(登録商標） ＳＣ，２リットル／トンであった。これら酵素を６５秒間作用させた。酵素は、温度を９５℃まで上げることにより失活させた。ノズルへの供給を１．４ｋｇ／ｍｍ2／ｈの速度で行った。切断機をその最大速度で用いた。
この後，生成物を乾燥した。ふすまが押出装置から十分に微粉砕された形態で出るので、別個に粉砕する必要がなかった。
該製品の粘度を例１に従って速やかに評価した。試験において，製品の伸展性が低いことが観察された。
（例４．アルファーアミラーゼ及び１．４−ベータグルカナーゼ酵素での単一押出）
ベータグルカン２０重量％を有するオート麦ふすま又はベータグルカン１８重量％を有する大麦ふすまを，毎時３００ｋｇの速度で予備処理に供給した。予備処理を微粉砕又は加工手段によって行うので，粒子の少なくとも９５％が１５０μｍ未満であった。熱機械加工処理を，水分が４５重量％で温度が約６５℃である前記例の装置による押出によって行った。
使用した酵素は，Ｎｏｖｏｚｙｍｅｓ Ａ／Ｓ社製の好熱性アミラーゼ，Ｔｅｒｍａｍｙｌ(登録商標） ＳＣ，２リットル／トンと，Ｇｅｎｅｎｃｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製の薄片状ガラス質，Ｌａｍｉｎｅｘ(登録商標）ＢＧ，２リットル／トンであった。これら酵素を６５秒間作用させた。酵素は、温度を９５℃まで上げることにより失活させた。ノズルへの供給を１．４ｋｇ／ｍｍ2／ｈの速度で行った。切断機をその最大速度で用いた。
その後，生成物を乾燥した。ふすまが十分に微細な形態で押出装置から出るので，別個に粉砕する必要はなかった。
該製品の粘度を例１に従って速やかに評価した。試験において，製品の伸展性が低いことが観察された。しかしながら，水性懸濁液の構造は，ＡＢ Ｅｎｚｙｍｅｓ社製のＥｃｏｎａｓｅ酵素を用いた場合よりも長く，さじで掬うのがより困難であった。
（例５）
（パスタ用途）
工業的パスタ製造試験を下記表１ダイヤグラムで示される手法で設定した。品種がセモリナである通常の又は熱処理した小麦を本発明に係る方法により製造した非伸展性オート麦ふすま１０又は２０％と混合することによりパスタを作製した。
Figure 2011515077
工業的試験を実行した際に，問題は見出されなかった。非伸展性オート麦ふすまの量が１０％の場合，高温で乾燥すると収率が低下した。パスタの調理時間が５分の場合，容積，崩壊度，外観，柔軟性，破壊強度，香り及び粘度がベータグルカン量と無関係であった。
（例６．ミートボール用途）
試運転規模のミートボールを下記表のレシピに従って作成した。
Figure 2011515077
原材料を挽き肉機で挽き，ミキサーへ供給し，ここで混合を１２分間継続した。混合終了時，温度は０℃であった。ボールを約一時間後に成形し，約１．５時間後に焼いた。最初，ボールをしっかり揚げ(１８０℃，５０秒間)，その後オーブン(１８０℃，水分７０％，８分間)中に移した。非伸展性オート麦ふすまから作ったボールの収率は対照と同じであった。非伸展性オート麦ふすまから作ったボールは，より柔らかで，感覚を基にすると，対照のボールと同じかより良かった。完成したボールの重量は約１８ｇ(収率８４％)であり，非伸展性オート麦ふすま約８．５ｇを含有した。非伸展性オート麦ふすまが１４〜１８％のベータグルカンを含有する場合，一つのボールがベータグルカン約０．２ｇを含有する。

Claims (32)

  1. 穀類ふすまを予備処理して、穀類ふすまからベータグルカンを取り出す工程と，
    穀類ふすまを熱機械加工処理して、可塑性の塊を該穀類ふすまから形成する工程と，
    前記塊を澱粉を分解する酵素の有無にかかわらずベータグルカンを分解する酵素と接触させる工程と，
    かかる酵素を失活させる工程と，
    ふすまを乾燥させ，任意に粉砕する工程
    とを備えることを特徴とするベータグルカンを含有する穀類ふすま製品を製造する方法。
  2. 前記予備処理工程において，穀類ふすまを機械的エネルギーによって粒子に粉砕し，該粉砕に関連して，少なくとも非澱粉性多糖類を含有する材料の細胞の主要部分が損傷されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記予備処理工程において，穀類ふすまを粒径２００μｍ以下，好適には１００μｍ以下に粉砕することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記予備処理工程での粉砕を押出又は微粉砕によって行うか，又はふすまの分離処理における微粉砕によって行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記熱機械加工処理工程が押出又は膨張プロセスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記熱機械加工処理を二段階で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記熱機械加工処理工程での穀類ふすまの水分が２０〜６５重量％，典型的には２０〜６０重量％であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記熱機械加工処理工程での温度が４０〜７０℃，典型的には５０〜６５℃の範囲内であることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
  9. 前記熱機械加工処理工程と前記酵素の失活工程間に，酵素がβ-グルカンを加水分解する滞留工程があることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記滞留工程において，前記塊の水分が約２０〜６５重量％，温度が約４０〜６５℃及び滞留時間が約１０分間〜２時間であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記熱機械加工処理を一段階で行うことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記熱機械加工処理工程において，穀類ふすまの水分が４０〜６５重量％，典型的には４５〜５５重量であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 前記熱機械加工処理工程において，温度が５０〜７０℃，典型的には６０〜６８℃の範囲内であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
  14. 前記滞留工程において，前記塊の水分が約４０〜６５重量％，温度が約５０〜７０℃及び滞留時間が約３０秒間〜２分間であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記熱機械加工処理工程において，ベータグルカナーゼを含有する酵素又はそれらを含有する材料を使用することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記酵素を，処理すべきふすま１トン当たり約１×１０6〜１０００×１０6ベータグルカナーゼ単位・時の量で投与することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記ベータグルカナーゼを含有する酵素に加えて，アルファーアミラーゼを含有する酵素又はそれらを含有する材料を熱機械加工工程において使用することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記酵素を押出装置又は膨張装置によって失活することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記酵素を熱によって失活することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記失活工程における温度が９０〜１３０℃，好適には約９５℃であり，水分が２０〜６５重量％の範囲内であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記乾燥工程において，前記塊を５〜１４重量％，好適には１２重量％以下，より好適には８重量％以下の含水量に乾燥することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記乾燥工程後，ふすまを所望の粗さに粉砕することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記処理する穀類ふすまを，オート麦，大麦又はライ麦の穀粒もしくはそれらの断片から部分的に又は完全に形成することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記穀類ふすまが１５〜４０重量％のベータグルカンと５〜３５重量％の澱粉とを含有することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  25. 水環境中で実質的に非伸展性構造を有することを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法によって提供されるベータグルカンを含有する穀類ふすま製品。
  26. 前記ベータグルカンの含有量が約０．７５重量％である際に，２００ｍＰａｓ以下の粘度を有することを特徴とする請求項２５に記載の製品。
  27. １０〜８００ｌ／ｓのせん断速度における粘度の変化が１５０ｍＰａｓ以下であり，β−グルカン含有量が０．７５重量％であることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の製品。
  28. 水を含有する食料品への請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の製品の使用。
  29. 水を使用して製造する食料品への請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の製品の使用。
  30. 前記食料品中のふすま製品の量が１キロ当たり約３〜１５０グラムであることを特徴とする請求項２８又は２９に記載の使用。
  31. 化粧品への請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の製品の使用。
  32. 医薬製品への請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の製品の使用。
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